Овај водич објашњава како погони са променљивом фреквенцијом радити на оптерећењима вентилатора. Такође покрива зашто централизоване групе вентилатора за ХВАЦ имају највећу корист и како интегратори упарују погоне са дистрибуцијом напајања и стабилизацијом напона.
Шта је ВФД вентилатора и како функционише?
ВФД вентилатора се налази између долазног трофазног напајања и мотора вентилатора. Исправља долазни АЦ у ДЦ, а затим глача тај напон на ДЦ шини помоћу кондензатора. Инвертерски део пребацује овај ДЦ назад у АЦ на контролисаној фреквенцији.
Ова излазна фреквенција, а не долазна фреквенција линије, сада поставља брзину вентилатора. Погон може да одржава ту фреквенцију стабилном или да је глатко покреће како се потражња мења, пружајући прецизну контролу над брзином вентилатора.
Од фиксне брзине до контролисаног протока ваздуха
Без погона, мотор вентилатора ради на фиксној брзини подешеној фреквенцијом линије и бројем полова. Типичан четворополни мотор на напајању од 50Хз врти се близу 1.500 обртаја у минути, без обзира на стварне потребе за протоком ваздуха.
ВФД уместо тога мења ту фреквенцију, тако да брзина и проток ваздуха прате стварну потражњу, а не фиксну брзину линије. Постављање вентилатора са погоном променљиве фреквенције је боље од рада пуном снагом иза пригушеног амортизера, што троши енергију.
Зашто се вентилатори понашају другачије од оптерећења са сталним обртним моментом
Вентилатори и пумпе су оптерећења са променљивим обртним моментом, индуктивна оптерећења, тако да потребан обртни момент опада са квадратом брзине. Вентилатор који ради на половини брзине захтева отприлике четвртину обртног момента који је био потребан при пуној брзини.
Транспортери и мешалице се понашају другачије, јер носе константно механичко оптерећење и захтевају скоро пун обртни момент при скоро било којој брзини. Апликације вентилатора и пумпи често значајно имају користи од контроле брзине засноване на ВФД-у.
Зашто смањење брзине вентилатора штеди толико енергије?
Центрифугални вентилатори прате афинитетне законе, механизам уштеде енергије који користи погоне променљиве фреквенције који повезују брзину са три мерљива излаза.
Снага, број који покреће рачуне за енергију, скалира се са кубом брзине. Смањење брзине вентилатора за 20 процената смањује потрошњу енергије за отприлике половину, јер 0,8 на кубни износи око 0,512.
Ови закони важе све док вентилатор ради на истој кривини система, што значи да су цевоводи и амортизери фиксирани. Промена конфигурације цевовода може променити стварну уштеду.
Афинитетни закони на делу
Вентилатор на 80 процената брзине већину дана користи скоро половину енергије од вентилатора на пуној брзини. Овај кубни однос је разлог зашто контрола променљиве фреквенције надмашује пригушивање амортизера у ХВАЦ и системима вентилатора за процесе.
Мотор вентилатора од 100кВ смањен на 80 процената брзине, на пример, могао би да повуче близу 51кW уместо да ради пуном снагом. Смањите исти вентилатор на 60 процената брзине, а потрошња пада даље, на приближно 22кW, јер је 0,6 на кубни око 0,216.
Процена уштеде помоћу калкулатора закона вентилатора
Инжењери обично моделирају овај компромис помоћу калкулатора закона вентилатора, често изграђеног као једноставан Екцел радни лист, пре него што се обавежу на пројекат. Уношење основне брзине, снаге и циљаног протока ваздуха у лист даје брзу процену повратка улагања за надоградњу вентилатора погона променљиве фреквенције.
Множење процењене уштеде kWh локалном стопом електричне енергије претвара физику у доларску вредност. Већина надоградњи ВФД вентилатора се исплати у року од једне до три године.
Како треба контролисати централизоване групе вентилатора за ХВАЦ?
Велике комерцијалне зграде и тешка индустријска постројења ретко користе један вентилатор. Централизована контрола групе вентилатора омогућава једном систему да заједно покреће више трофазних вентилатора, прилагођавајући укупан проток ваздуха стварној потражњи у различитим зонама. Овај приступ такође даје тимовима објеката једну тачку за праћење уместо десетина независних контролера.
Групна контрола за вишесистемске вентилаторе
Групни контролер координира неколико погона тако да се вентилатори не покрећу или не покрећу сви одједном. Ово распоређује струју покретања и штити долазно напајање. Такође одржава напон стабилним током секвенце покретања ујутру широм велике зграде.
Руковање струјом покретања у групама вентилатора
Мотори вентилатора су критична индуктивна оптерећења. Директно укључивање може повући неколико пута већу струју од номиналне струје мотора у првих неколико циклуса. Ово је један од разлога зашто NEMA стандарди за моторе класификују карактеристике покретања по коду закључаног ротора. ВФД постепено покреће мотор.
Због тога критеријуми избора производа компаније MINGCH третирају компатибилност струје покретања као основни захтев за инвертере за вентилаторске погоне.
Зашто упарити погоне вентилатора са дистрибуцијом напајања и стабилизацијом напона?
Интегратори система који опслужују велике зграде ретко специфицирају погон вентилатора као самостални уређај. Погон мора да ради са долазним напајањем, дистрибутивним системом и заштитном опремом. У централизованим системима вентилатора, ове компоненте раде заједно како би одржале стабилан рад мотора.
Сценарији примене
Овај сет се обично користи у централизованим ХВАЦ постројењима, фабрикама, складиштима, комерцијалним зградама и другим објектима који управљају са неколико вентилатора велике снаге. Ова места често покрећу више мотора вентилатора током истог радног периода и непрекидно их користе како се потражња за протоком ваздуха мења.
Систем вентилатора са погоном променљиве фреквенције контролише брзину сваког мотора, док опрема за дистрибуцију напајања напаја и штити комплетну групу вентилатора. Стабилизација напона постаје посебно важна у подручјима са слабим мрежама или честим флуктуацијама напона.
Тачке ризика
Покретање неколико вентилатора у кратком периоду може ставити изненадно оптерећење на долазно напајање. Без одговарајуће контроле, систем може доживети пад напона, грешке недовољног напона погона, лажна искључења или нестабилан рад вентилатора.
Лоши услови напона такође могу повећати оптерећење на исправљач ВФД-а, ДЦ шину, кондензаторе и друге унутрашње компоненте. Неправилно усклађени заштитни уређаји могу створити додатне ризике, укључујући недовољну заштиту од кварова или непотребне прекиде.
Закључак
Системи ВФД вентилатора најбоље функционишу када погон, стабилизатор напона, и заштитни уређаји буду изабрани заједно. ВФД смањује струју покретања, док посложено покретање спречава истовремено покретање више вентилатора.
Stabilizator napona pomaže u zaštiti sistema od fluktuacija napajanja. Prekidači, kontaktori i zaštita od prenapona pružaju dodatnu sigurnost.
MINGCH Electrical isporučuje VFD-ove za ventilatore, regulatore napona i opremu za distribuciju energije za centralizovane HVAC i industrijske ventilatore.
Istražite MINGCH VFD asortiman ili preuzmite katalog proizvoda za više detalja.
Често постављана питања
Да ли ВФД вентилатора заиста смањује трошкове енергије?
Da. Budući da snaga ventilatora prati kubnu vrednost brzine, čak i skromna smanjenja brzine donose velike uštede energije u poređenju sa prigušivanjem gasa. Objekti koji većinu dana rade sa ventilatorima ispod pune potražnje obično vide najbrži povrat ulaganja.
Колики ВФД је потребан за мотор вентилатора?
Odaberite pogon prema amperaži motora ventilatora pri punom opterećenju, ne samo prema njegovoj snazi. Dodajte marginu za udarnu struju i potvrdite radni ciklus ventilatora, jer kontinuirani ventilatori za teške uslove rada zahtevaju drugačije margine preopterećenja od povremenih jedinica. Provera natpisne pločice motora prvo izbegava skupa predimenzionisanja kasnije.
Може ли један ВФД контролисати више вентилатора у групи?
Jedan pogon obično kontroliše jedan motor, ali grupni kontroler može koordinisati nekoliko pojedinačnih VFD-ova preko grupe ventilatora. Ovaj fazni pristup raspoređuje udarnu struju i održava stabilnost napona napajanja tokom pokretanja.
